20億年前、私たちの銀河は一気に星を誕生させました

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夜に空を見上げると、まともな視力と暗い場所から見ることができれば、何千もの星を見ることができます。良い望遠鏡は何百万ものものを明らかにすることができます。



彼らはどこから来ましたか?それらは存在するので、過去のある時点でそれらが開始されたと想定することは合理的であるように思われます。いつ?

これは実際には天文学で活発な質問です。私たちはこれを天の川銀河と呼んでいます。 星形成の歴史 。星がいつ形成されたかを知りたいのは、それが過去の銀河の状態を教えてくれるからです。星は一斉に形成されましたか?それとも、時間の経過とともに広がりましたか?もしそうなら、それは一定でしたか、それとも過去に星は多かれ少なかれゆっくりと生まれましたか?







驚くべきことに、これは解決可能な質問です。原則として、理解するのはそれほど難しくありません。たとえば、巨大で、熱く、明るい、青い星は長生きしないことを私たちは知っています。たった数百万年。銀河はそれよりはるかに古く、120億年から130億年のようです。したがって、今そのような青い星を見ると、星形成が今起こっているに違いありません。そして、私たちは 行う それらを参照してください。

しかし、それよりも詳細に知ることができます。星のさまざまな特徴を調べて、それらが何歳であるかを把握することができます。次に、これを逆方向に処理して、過去の特定の時間にいくつの星が生まれたかを把握できます。これを行うにはたくさんの星が必要ですが、それは実行可能です。

実際、それは行われています。何度もですが いくつかの新しい研究が行われました 興味深い結果を得るために、宇宙ベースのガイア天文台からのデータを使用します。

キスブース常識メディア

ガイアは空を調査し、銀河内の10億個をはるかに超える星の非常に正確な位置、動き、色、距離を取得しています。これは、あらゆる種類の方法でマイニングできる情報の膨大なデータベースです。 天文学者のチームがそれを使用しました 天の川の星形成の歴史が何であるかを理解しようとしています。彼らは、星がどのように生まれるかについてのいくつかの標準的なモデルから始めました—たとえば、私たちはそれを知っています 低質量星 赤色矮星のように非常に数が多い 非常に巨大な青い星 ;これを定量化して、いわゆる 初期質量関数 :文字通り、生まれる星の質量を表す数学関数。





彼らは300万個以上の星について15の異なる星の特徴を調べ、コンピューターモデルを実行して、どのような種類の星形成履歴が今日私たちが見る種類の星を生成できるかを調べました。彼らが見つけたものはかなりクールです。一つには、はるか昔、銀河が若い頃、それは今日よりもはるかに活発に星を作りました。現在、銀河系での平均的な形成率は、1年に約1太陽質量(太陽の質量)です。 100億年前、それはもっと 10 年間の太陽質量。

しかし、時間の経過とともに、彼らの結果は、レートが低下したことを示しています。これは、非常に遠くにある銀河の観測と一致しています。光が届くまでには時間がかかるため、100億光年離れた銀河を見ると、100億年前と同じように見えます。さまざまな距離にある銀河を見ると、時間の経過とともにどのように星が形成されたかを知ることができます。一般に100億年前、私たちが目にするほとんどの銀河は星をクランクアウトしていましたが、その形成率は宇宙的に時間とともに低下します。

ガイアのデータに基づく天の川と時間の星形成率(年間の太陽質量)は、約50〜60億年前に始まった隆起を示しており、別の銀河との合併の可能性を示しています。

ガイアのデータに基づく天の川と時間の星形成率(年間の太陽質量)は、約50〜60億年前に始まった隆起を示しており、別の銀河との合併の可能性を示しています。線は、観測から推測されたさまざまな星形成率モデル(記号)を適合させるために使用される数学関数です。クレジット: Mor etal。

しかし、ガイアの観測によると、約60〜70億年前から、天の川の星形成率は 増加 。次の40億年かそこらで、それは年間およそ4つの太陽質量から8以上になり、約20億年前にピークに達しました。その後、再び低下し始め、現在の値である1に達しました。

何がこの星の誕生の増加を引き起こしたのでしょうか?天の川が衝突し、より小さな伴銀河と融合したようです。この銀河がガスに富んでいた場合(多くの小さな銀河がそうです)、それは出生率を上げることができたでしょう。星はガス雲から生まれるので、ガスの増加は簡単に形成される星の増加を意味する可能性があります。

気をつけてください、それはたくさんのガスです。その星形成のバーストは何十億年も続きました、それは天の川が 数百億 太陽質量に相当するガスの!結局、それはそれほど小さな銀河ではなかったのかもしれません。それは今の私たちの伴銀河のどれよりも大きかったに違いありません。

天の川は、数千億の星を持つ円盤銀河です。新しい研究は、それが約20億年前にピークに達した活発な星形成のバーストを経験したことを示しています。クレジット:NASA / JPL-Caltech / R。痛い(SSC /カリフォルニア工科大学)ズームイン

天の川銀河は、数千億の星があり、数十の非常に小さな銀河が周回している円盤銀河です。新しい研究は、これらの衛星銀河の多くが別の銀河から盗まれたことを示しています。クレジット: NASA / JPL-Caltech / R。痛い(SSC /カリフォルニア工科大学)

この調査は、データの最初のパスです。彼らは現在、より多くのパラメータ(星の重い元素の量など)を調べて、銀河のさまざまな物理的シナリオを区別して、星形成率が2回(銀河の最初の形成後に1回、そして再び)低下した理由を理解できるようにしています。この可能性のある合併の後、20億年前に星形成のピークを引き起こしました)。

これ大好き。私たちは天の川の中に住んでいるので、実際に勉強するのは難しいです。あなたが大きな家の1つの部屋に隔離されていると想像してみてください。家自体についてどのように学びますか?銀河の大きさや形を推測し、その中の星やガス雲を観測・測定できるので、私たちの天文状況はそれよりも少し簡単です。これに加えて、物理学と星の振る舞いに関する知識に加えて、私たちは、時間の経過とともにどのように繁殖力があったかなど、私たちの故郷の銀河について多くを学ぶことができます。

天の川は私たちの家、私たちの近所です。その過去について学ぶことは、私たちがどこに住んでいるのか、そしてなぜそれがそのようになっているのかについて私たちにもっと教えてくれます。できることはなんと素晴らしいことでしょう。